<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.25.79-92</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-1501</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РОБОТЫ, МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ROBOT, MECHATRONICS AND ROBOTIC SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Планирование целенаправленной деятельности автономным интеллектуальным роботом с обновлением знаний в кратковременной памяти</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Planning Purposeful Activities Autonomous Intelligent Robot with Knowledge Update in Short-Term Memory</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мелехин</surname><given-names>В. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Melekhin</surname><given-names>V. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Д-р техн. наук, проф.</p><p>Махачкала</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vladimir B. Melekhin - Dr. Sc. (Technology), Professor.</p><p>Makhachkala, 367015</p></bio><email xlink:type="simple">pashka1602@rambler.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Хачумов</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Khachumov</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр.</p><p>Москва; с. Веськово, Ярославская обл.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Moscow, 117313; Veskovo, 152021</p></bio><email xlink:type="simple">khmike@ribox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Дагестанский государственный технический университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Dagestan State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" РАН; Институт программных систем им. А.К. Айламазяна, РАН<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Federal Research Center "Computer Science and Control"; Program Systems Institute of the Russian Academy Sciences<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>03</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>25</volume><issue>2</issue><fpage>79</fpage><lpage>92</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1501">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1501</self-uri><abstract><p>Обозначены основные проблемы, связанные с созданием автономных интеллектуальных роботов, способных выполнять различные сложные задания в априори неописанных нестабильных проблемных средах, опираясь на обработку абстрактным образом представленных знаний. Для хранения типовых элементов абстрактной модели представления знаний в статье рекомендовано использовать долговременный и кратковременный виды памяти. Долговременная память с ассоциативным поиском и выборкой данных предназначена для хранения на постоянной основе сведений, необходимых для планирования разнообразной целенаправленной деятельности, обеспечивающей роботу возможность решения различных сложных задач поведения. В кратковременную память заносятся из долговременной памяти подмодели представления знаний, необходимые для решения в краткосрочном периоде текущей задачи определенного вида, связанной с выполнением сформулированного автономному интеллектуальному роботу задания. При этом с каждой сменой вида текущей решаемой автономным интеллектуальным роботом задачи поведения одновременно осуществляется и соответствующее обновление знаний, хранящихся в кратковременной памяти.</p><p>Разработаны оригинальные конструкции типовых элементов модели представления абстрактных знаний в виде различных навыков поведения, заданных безотносительно к конкретной предметной области. Такой подход к построению модели представления знаний позволяет автономным интеллектуальным роботам адаптироваться к текущим условиям функционирования и на этой основе организовать целенаправленную деятельность в сложных нестабильных проблемных средах. Предложены различные инструментальные средства и правила обработки абстрактных знаний, наделяющие автономных интеллектуальных роботов способностью устранять различия, имеющиеся между текущей и целевой ситуациями проблемной среды, как по значениям структурно эквивалентных одноименных в них отношений, так и по текущим состояниям находящихся в среде объектов. Это, в свою очередь, позволяет создавать интеллектуальные решатели задач для автономных интеллектуальных роботов различного назначения, способных выполнять сложные задания в нестабильных априори неопределенных условиях проблемной среды.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The main problems associated with the creation of autonomous intelligent robots capable of performing various complex tasks in a priori undescribed unstable problematic environments, based on the processing of knowledge presented in an abstract way, are outlined. To store typical elements of an abstract knowledge representation model, the article recommends using long-term and short-term memory. Long-term memory with associative search and data retrieval is designed to permanently store information necessary for planning a variety of purposeful activities that provide the robot with the ability to solve various complex behavioral tasks. In short-term memory, submodels of knowledge representation are entered from long-term memory, which are necessary for solving the current task of a certain type in the short term, related to the fulfillment of the task formulated for the autonomous intelligent robot. At the same time, with each change in the type of the current task of behavior being solved by an autonomous intelligent robot, a corresponding update of knowledge stored in short-term memory is simultaneously carried out. Original constructions of typical elements of the model for representing abstract knowledge in the form of various behavioral skills, set regardless of a particular subject area, have been developed. This approach to building a knowledge representation model allows autonomous intelligent robots to adapt to the current operating conditions and, on this basis, organize purposeful activities in complex unstable problematic environments. Various tools and rules for processing abstract knowledge are proposed, which endow autonomous intelligent robots with the ability to eliminate the differences between the current and target situation of the problem environment both in terms of the values of structurally equivalent relations of the same name in them, and in the current states of objects in the environment. This, in turn, makes it possible to create intelligent problem solvers for autonomous intelligent robots for various purposes, capable of performing complex tasks in unstable a priori uncertain conditions of a problematic environment.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>автономный интеллектуальный робот</kwd><kwd>проблемная среда</kwd><kwd>абстрактная модель представления знаний</kwd><kwd>ассоциативная память</kwd><kwd>инструменты вывода решений</kwd><kwd>планирование целенаправленной деятельности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>autonomous intelligent robot</kwd><kwd>problem environment</kwd><kwd>abstract model of knowledge representation</kwd><kwd>associative memory</kwd><kwd>decision inference tools</kwd><kwd>purposeful activity planning</kwd></kwd-group><funding-group xml:lang="ru"><funding-statement>Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21–71–10056 (https://rscf.ru/en/project/21-71-10056/).</funding-statement></funding-group><funding-group xml:lang="en"><funding-statement>This study was supported by the Russian Science Foundation, Grant number 21-71-10056 (https://rscf.ru/en/project/21-71-10056/)</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курпатов А. В. Мышление. Системное исследование. М.: Капитал, 2022. 672 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kurpatov A. V. Thinking. Systems research. Moscow, Kapital, 2022, 672 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Потапов А. С. Искусственный интеллект и универсальное мышление. СПб.: Политехника, 2012. 711 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Potapov A. S. Artificial intelligence and universal thinking. Saint Petersburg, Politekhnika, 2012, 711 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Демкин В. И., Луков Д. А. Искусственный интеллект в робототехнике // Вестник современных исследований. 2018. № 6.3(21). С. 456—458.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Demkin V. I., Lukov D. A. Artificial intelligence in robotics, Vestnik sovremennyh issledovanij, 2018, no. 6.3 (21), pp. 456—458 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванько А. Ф., Иванько М. А., Ибрагимов А. А. Интеллектуальные мобильные роботы и анализ их применения // Научное обозрение. Технические науки. 2020. № 1. С. 32—38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivan’ko A. F., Ivan’ko M. A., Ibragimov A. A. Intelligent mobile robots and analysis of their application, Nauchnoe obozrenie. Tekhnicheskie nauki, 2020, no. 1, pp. 32—38 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Russell S., Norvig P. Artificial Intelligence: A Modern Approach. Pearson, 2020, 1216 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Russell S., Norvig P. Artificial Intelligence: A Modern Approach, Pearson, 2020, 1216 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kelly A. Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods. Cambridge: Cambridge University Press, 2013. 808 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kelly A. Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods, Cambridge, Cambridge University Press, 2013, 808 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бодин О. Н., Безбородова О. Е., Спиркин А. Н., Шерстнев В. В. Бионические системы управления робототехническими комплексами. Пенза: ПГУ, 2022. 236 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bodin O. N., Bezborodova O. E., Spirkin A. N., SHerstnev V. V. Bionic control systems for robotic complexes, Penza, PGU, 2022, 236 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Редько В. Г. Проблемы интеллектуального управления — общесистемные, эволюционные и нейросетевые аспекты // Труды научно-технической конференции "Нейроинформатика — 2002". М.: МИФИ, 2003. С. 8—39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Red’ko V. G. Problems of intelligent control — system-wide, evolutionary and neural network aspects, Trudy nauchno-tekhnicheskoj konferencii "Nejroinformatika — 2002", Moscow, MIFI, 2003, pp. 8—39 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каляев А. В., Чернухин Ю. В., Носков В. Н., Каляев И. А. Однородные управляющие структуры адаптивных роботов. М.: Наука, 1990. 147 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalyaev A. V., CHernuhin Yu. V., Noskov V. N., Kalyaev I. A. Homogeneous control structures of adaptive robots, Moscow, Nauka, 1990, 147 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вагин В. Н. Дедуктивный вывод на знаниях // Искусственный интеллект. В 3-х кн. Кн. 2. Методы и модели. Справочник: Под ред. Д. А. Поспелова. М.: Радио и связь, 1990. С. 89—105.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vagin V. N. Deductive inference based on knowledge, Artificial intelligence, In 3 books. Book 2. Methods and models, D. A. Pospelov ed., Moscow, Radio i svyaz’, 1990, pp. 89—105 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kilani Y., Bsoul M., Alsarhan A., Al-Khasawneh A. A. Survey of the Satisfiability Problems Solving Algorithms // Intern. J. Advanced Intelligence Paradigms. 2013. Vol. 5, N. 3. P. 332—256.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kilani Y., Bsoul M., Alsarhan A., Al-Khasawneh A. A. Survey of the Satisfiability-Problems Solving Algorithms, Intern J. Advanced Intelligence Paradigms, 2013, vol. 5, no. 3, pp. 332—256.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мелехин В. Б., Хачумов М. В. Принцип конкретизации абстрактных знаний автономным интеллектуальным роботом в процессе планирования поведения в условиях неопределенности // Морские интеллектуальные технологии. 2023. № 1—1(59). С. 181—190.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melekhin V. B., Hachumov M. V. The principle of concretizing abstract knowledge by an autonomous intelligent robot in the process of planning behavior in conditions of uncertainty, Morskie intellektual’nye tekhnologii, 2023, no. 1—1 (59), pp. 181—190 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галушкин А. И. Нейронные сети: основы теории. М.: РиС, 2015. 496 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Galushkin A. I. Neural networks: basic theory, Moscow, RiS, 2015, 496 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Редько В. Г. Эволюция, нейронные сети, интеллект: Модели и концепции эволюционной кибернетики. М.: Ленанд, 2019. 224 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Red’ko V. G. Evolution, neural networks, intelligence: Models and concepts of evolutionary cybernetics, Moscow, Lenand, 2019, 224 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kober J., Peters J. Learning Motor Skills: From Algorithms to Robot Experiments. Cham: Springer, 2014. 201 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kober J., Peters J. Learning Motor Skills: From Algorithms to Robot Experiments, Cham, Springer, 2014. 201 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Боддли А., Айзенк М., Андерсон М. Память. СПб.: Питер, 2011. 560 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Boddli A., Ajzenk M., Anderson M. Pamyat’, Saint Petersburg, Piter, 2011, 560 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Болонский П. П. Память и мышление. СПб.: Питер, 2001. 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bolonskij P. P. Memory and thinking, Saint Petersburg, Piter, 2001, 288 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мелехин В. Б., Хачумов М. В. Классификация и структурированное описание образов проблемной среды в модели представления знаний автономных интеллектуальных мобильных систем // Морские интеллектуальные технологи. 2022. № 4—1(58). С. 177—184.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melekhin V. B., Hachumov M. V. Classification and structured description of images of a problem environment in the knowledge representation model of autonomous intelligent mobile systems, Morskie intellektual’nye tekhnologi, 2022, no. 4—1(58), pp. 177—184 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мелехин В. Б., Хачумов М. В. Планирование поведения автономных интеллектуальных мобильных систем в условиях неопределенности: Под ред. проф. В. М. Хачумова. СПб.: ПОЛИТЕХНИКА, 2022. 276 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melekhin V. B., Hachumov M. V. Planirovanie povedeniya avtonomnyh intellektual’nyh mobil’nyh sistem v usloviyah neopredelennosti, V. M. Hachumov ed., Saint Petersburg, POLITEKHNIKA, 2022, 276 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Melekhin V. B., Khachumov M. V. Fuzzy semantic networks as an adaptive model of knowledge representation of autonomous intelligent systems // Scientific and Technical Information Processing. 2021. Vol. 48, N. 5. P. 333—341.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melekhin V. B., Khachumov M. V. Fuzzy semantic networks as an adaptive model of knowledge representation of autonomous intelligent systems, Scientific and Technical Information Processing, 2021, vol. 48, no. 5, pр. 333—341 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кахонен Т. Ассоциативная память. М.: Мир, 1980. 238 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kahonen T. Associative memory, Moscow, Mir, 1980, 238 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Ситуационный подход в автоматизации управления техническими объектами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 9. С. 562—178.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Filimonov A. B., Filimonov N. B. Situational approach to automation of control of technical objects, Mekhatronika, avtomatizaciya, upravlenie, 2018, vol. 19, no. 9, pp. 562—178 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение для принятия приближенных решений: пер. с англ. М.: Мир, 1976. 168 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zade L. The concept of a linguistic variable and its application for making approximate decisions: trans, from English, Moscow, Mir, 1976, 168 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мелехин В. Б., Хачумов М. В. Процедуры самообучения автономных интеллектуальных систем в нестабильных априори неописанных проблемных средах // Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т. 23, № 7. С. 356—366.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melekhin V. B., Hachumov M. V. Self-learning procedures for autonomous intelligent systems in unstable a priori undescribed problem environments, Mekhatronika, avtomatizaciya upravlenie, 2022, vol. 23, no 7, pp. 356—366 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
